В статье рассматриваются особенности эксплуатации в разных странах источников напряжения от компании TDK-Lambda.
Источникам питания с номинальной выходной мощностью выше 2500 Вт часто требуется входное трехфазное высокое напряжение переменного тока (АС). Например, нагрузка в 3000 Вт, работающая от однофазного напряжения 230 В АС, потребляет 13 А (3000 Вт/230 В = 13 А). Та же нагрузка, работающая от входного трехфазного напряжения 400 В АС, потребляет всего 4,3 А (3000 Вт/(400 В ∙ √3) на фазу.
Использование входного трехфазного напряжения позволяет избавиться от проводников большого диаметра в электрической схеме, сильноточных разъемов переменного тока или даже жесткого соединения с распределительной панелью. Кроме того, в отличие от однофазных схем, работающих с большими токами, у оборудования с входным трехфазным напряжением меньше проблем с балансом тока.
При выборе источника питания необходимо хорошо представлять себе, в каких условиях он будет эксплуатироваться, и его входные напряжения. В Европе величина трехфазного согласованного напряжения составляет 400 В АС. На самом деле, в континентальной Европе применяется напряжение 380 В АС, а в Великобритании – 415 В АС, тогда как в США величина трехфазного напряжения равна 208 или 480 В АС.
В большинстве стран энергоблоки генерируют и передают высокое напряжение в трехфазной конфигурации «дельта» (в русскоязычной литературе такое соединение называется «треугольник») (см. рис. 1), что позволяет использовать несколько трансформаторов подстанций. Это напряжение понижается и подается конечным потребителям. Заметим, что в такой конфигурации применяются только три провода, среди которых нет нейтрального или земляного. Благодаря этому экономятся расходы на дополнительную проводку, которая не требуется для передачи электричества.
Например, в Великобритании трансформатор общего назначения, установленный рядом с оборудованием, получает напряжение величиной 11 кВ в дельта-конфигурации из Национальной энергосети. Понижающий трансформатор преобразует эту конфигурацию в три фазы или в звездообразную конфигурацию из четырех проводов (см. рис. 2) для подключения к распределительной панели оборудования (см. рис. 3). Как уже упоминалось, в материковой Европе, как правило, используется преобразование 380 В/220 В АС, а в Англии – 415 В/240 В АС.
Распределительная панель не только подает однофазное и трехфазное напряжение питания 380/415 В АС (измеренное между двумя фазами), но и напряжение 220/240 В АС при подключении к одной из трех линий и нейтрали. Напряжение 380/415 В АС используется для нагрузок средней мощности, которая, как правило, выше 5 кВт. Нагрузку такого типа создают большие печи, измерительное оборудование или машиностроительные станки, аппараты лазерной резки и установки для послойной печати. Напряжение 220/240 В АС применяется в тех случаях, когда нагрузка меньше 5 кВт, т. е., например, в бытовых штепсельных розетках. В США оборудование питается напряжением 480 В АС в трехпроводной дельта-конфигурации от местной подстанции (см. рис. 4).
Понижающие трансформаторы в конфигурации «дельта–звезда» подают напряжение питания на нагрузки мощностью менее 25 кВт. В результате понижения обеспечивается однофазное напряжение величиной 208 В АС, трехфазное и однофазное напряжение 120 В АС (см. рис. 5). В отличие от европейских норм, на высокомощное оборудование трехфазное напряжение 480 В АС подается напрямую в дельта-конфигурации; при этом оно не понижается с помощью трансформатора, что позволяет сократить стоимость, уменьшить потребляемую энергию и занимаемое место в заводском цеху.
Серия GENESYS+ программируемых источников питания AC/DC мощностью 1,5–15 кВт от TDK-Lambda характеризуется широким рядом диапазонов напряжения питания в зависимости от величины выходной мощности (см. табл.).
| Модель | Выходная мощность, кВт | Диапазон входного напряжения, В АС | Значения напряжения (ном.), В АС |
| GH1.5kW/G1.7kW | 1,5 и 1,7 | 1Ø 85–265 | 100, 120, 200, 208, 230 |
| G2.7kW/G3.4kW | 2,7 и 3,4 | 1Ø 170–265 | 200, 208, 230 |
| 3Ø 170–265 | 200, 208 | ||
| 3Ø 342–460 | 380, 400, 415 | ||
| 3Ø 342–528 | 380, 400, 415, 440, 460, 480 | ||
| G5kW/GSP10kW/GSP15kW | 5 и 15 | 3Ø 170–265 | 200, 208 |
| 3Ø 342–460 | 380, 400, 415 | ||
| 3Ø 342–528 | 380, 400, 415, 440, 460, 480 |
При использовании более мощных источников питания серии GENESYS+ в европейском оборудовании выбирается диапазон трехфазного напряжения 342–460 В АС при номинальном входном напряжении 400 В. Для оборудования США выбирается более широкий диапазон входного напряжения: 342–528 В АС. Трехфазное входное напряжение для источников питания серии GENESYS+ можно использовать в трехпроводном подключении в конфигурациях «дельта» и «звезда» с заземлением.
Возможен и вариант: если система электропитания разрабатывается для эксплуатации в США, требуется определить заранее, какое трехфазное напряжение необходимо – 208 или 480 В АС. Серия TPS4000 промышленных источников питания с номинальной мощностью 4000 Вт с входным 3‑фазным напряжением в диапазоне 350–528 В АС работает в обеих упомянутых конфигурациях во всем мире.
Если требуется, чтобы источник питания функционировал в разных регионах, следует определить, работает ли он с высоким напряжением в подключениях «дельта» и «звезда». Изделия, предлагаемые по меньшей цене, работают только при 230 В АС в подключении «дельта» или при 400 В АС – в звездообразной конфигурации. При этом конечному потребителю, возможно, придется установить большой дорогостоящий понижающий трансформатор.